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2023-08-24

行业观察 | 分布式能源重要构成,工商业储能需求旺盛

工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用,其特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心均较近,不仅可有效提升清洁能源的消纳率,还可有效减少电能的传输的损耗,助力“双碳”目标的实现。

工商业储能系统不同于大规模储能调峰调频电站,它的主要目的是利用电网峰谷差价来实现投资回报,主要负荷是满足工商业自身内部的电力需求,实现光伏发电最大化自发自用,或者通过峰谷价差套利。

工商业储能系统与储能电站系统都包括电池系统+BMS、PCS、EMS、变压器,机架,连接线缆、汇流柜、防雷及接地系统、监控及报警系统等,系统均进行模块化设计,系统电压、容量灵活配置。

  工商业储能应用场景

工商式储能应用场景广泛,目前主流的应用场景为工厂和商场、光储充电站和微电网。工商业储能是储能在负荷侧的应用,通过电池充放策略实现负荷侧电力调节,可以提高可再生能源利用率、降低电网平衡压力、提高系统安全稳定运行。

《新型电力系统蓝皮书》明确指出,积极推动电力源网荷储一体化构建模式,灵活发展用户侧新型储能,提升用户供电可靠性及用能质量。加强源网荷储协调调度,探索源网荷储安全共治机制,保障电力系统安全稳定运行。

  工商业储能商业模式

  工商业储能应用的本质是利用储能系统既能充电又能放电的性能,既可以作为“电源”,也可以作为“负荷”,帮助用户获利或省钱。工商业储能的收益来自:1帮助用户节约电费(电量电费+容量电费);2需求侧响应奖励;3参与电力现货市场交易。目前,工商业储能的主要盈利模式是自发自用+峰谷价差套利。其中,峰谷价差套利占据了工商业储能的大部分收入。

  帮助用户节约电费

安装储能可以通过峰谷价差套利来节约电量电费。储能系统在用电低谷时利用低电价充电,在用电高峰时放电给工商业用户使用,可以节约用户的用电成本。  

工商业光储一体化直流耦合系统采用光储一体机设计,结构简单,只用一台逆变器就可以同时解决光伏发电和储能充放电的应用。同时,采用分布式并网方式,自发自用,余电上网或全额上网,不仅可以大大提高就地消纳能力,减缓电网供电压力,还可以大大减少安装业主的电费支出。

  需求侧响应奖励

电力需求响应就是指当电力供应紧张(或过剩)、出现时段性电力电量不足(或富裕)时,电网企业根据供需形势,邀约具有负荷调节能力的用户在电网和用户双方约定的特定时段主动调减(或增加)用电负荷,用户按照主动调减(或增加)的用电负荷获得一定补偿(补贴)的供、用电行为方式。

尤其对于用户侧储能来说,通过充电放电对电网起到支撑作用,并通过电力需求响应获取补贴,是储能获取收益的一种重要方式。

  通过在电力现货市场交易获利

虚拟电厂是将不同空间的可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源等一种或多种可控资源聚合起来,实现自主协调优化控制,参与电力系统运行和电力市场交易的智慧能源系统。它既可作为“正电厂”向系统供电或控制可调负荷调峰,又可作为“负电厂”加大负荷消纳,配合填谷。

工商业储能可以作为虚拟电厂的一部分,接受虚拟电厂平台的控制调度,按照大电网的需求进行充放电,提供电能量或辅助服务,从而在电力市场获得收益。

  利好政策不断出新,催化工商业储能发展

2021年7月26日国家发展改革委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》,优化峰谷电价机制,建立尖峰电价机制,尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于20%。

该政策的发布为工商业储能的发展带来更多盈利空间。2023上半年共有19个地区最大峰谷价差超过0.7元/KWh,价差最大的前三个地区分别是广东省(珠三角五市)——最大价差为1.352元/KWh海南省——最大价差为1.099元/KWh以及湖北省——最大价差为0.985元/KWh,与去年同期相比各地价差在持续拉大。

  电力体制改革加速,推动新型电力系统体系建设

  我国电力体制改革先后经历了集资办电、政企分开、厂网分开及深化改革的阶段,以及以中发9号文发布为标志的新一轮电力体制改革。近年来,从深化燃煤发电上网电价市场化改革、到加快推进电力现货市场建设,再到当前的第三监管周期输配电价改革,我国不断完善电价机制,加快电力市场建设,有利于推动储能行业发展。

2023年7月11日,召开了中央全面深化改革委员会第二次会议,审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》、《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》等文件。

会议强调“要科学合理设计新型电力系统建设路径,在新能源安全可靠替代的基础上,有计划分步骤逐步降低传统能源比重。要健全适应新型电力系统的体制机制,推动加强电力技术创新、市场机制创新、商业模式创新”等。

新型电力系统是能源绿色低碳转型的关键支撑,推动能耗双控转向碳排放双控,有利于明确用电侧的碳排放责任,有利于推动用电侧商业模式的发展。

  电力体制改革的不断深入,从完善电价机制与扩大用电侧市场空间两个角度共同有望催化用电侧商业模式的打通与发展。在此背景下,工商业储能商业模式的升级将成为必然,发展空间非常可观。

  需求响应政策日趋完善,负荷侧调节能力加强

  随着国内极端天气和缺电现象愈发频繁,2023年5 月19日,国家发改委发布了《电力需求侧管理办 法(征求意见稿)》、《电力负荷管理办法(征 求意见稿)》,对新形势下需求侧管理政策进行 整合和提升。此次修订后的两个《管理办法》中 均明确提出,到2025年,各省需求响应能力达到 最大用电负荷的3%—5%,其中年度最大用电负荷 峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上。此次电力 需求侧以及电力负荷管理办法引导电力用户自愿 调整用电行为,实现削峰填谷,提高电力系统灵 活性,促进了可再生能源电力消纳,用户侧储能, 分布式电源等需求侧资源有望通过提供需求响应 服务而受益。

  推进电力现货市场建设,虚拟电厂逐步落地

  我国政策支持虚拟电厂的发展,国家发展改革委等部门印发的《“十四五”现代能源体系规划》以及天津、北京、上海等10余省份相继发布的“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案,均对发展虚拟电厂提出明确要求。 虚拟电厂,是火力发电厂等传统电厂的进一步升级,以“看不见”的形式存在,附加了对新能源发电厂、储能设施等资源的调度、整合能力。通过虚拟电厂,原本的一片散沙的各能源主体,将被整合起来,参与国家电网的运行和电力市场的交易。随着虚拟电厂逐渐成熟,储能市场也必将迎来不同程度的增长。

  辅助服务及隔墙售电政策出台,刺激工商业储能发展

  电力辅助服务是指各类并网主体在正常电能生产、输送、使用外,为维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量、促进清洁能源消纳提供的服务。 在辅助服务方面,储能已逐步融入市场主体。 2021年12月,国家能源局发布《并网主体并网运行管理规定》《电力系统辅助服务管理办法》(21号文)之后,华北、华东、西北,江苏、山西等地陆续出台了具体的实施细则,形成了有功平衡服务、无功平衡服务、事故应急及恢复服务三大类主要应用。其中,在“十四五”期间,储能主要关注有功平衡服务,主要是调峰、调频辅助服务,尤其是一次调频、二次调频辅助服务。

高温持续加速供需矛盾升级

  厄尔尼诺条件形成,高温天气或将持续。世界气象组织于2023年7月4日表示,热带太平洋地区7年来首次形成厄尔尼诺条件,预计今后全球大部分地 区气温将进一步升高,可能在5年内出现创纪录高温。且2023年6月以来,国内高温天气频发,多地已发布高温橙色预警甚至红色预警。据不完全统计,我国19个国家气象观测站最高气温已突破历史极值,气象预测今夏气温较常年同期偏高。

  持续高温带来了用电高峰,电力供需矛盾也逐渐突出。7月3日,浙江电网用电负荷破1亿千瓦,较去年提早8天,并创下历史新高此前,江苏电网用电负荷于5月29日突破1亿千瓦,比去年夏季提前19天。电力供应偏紧局势下,多地发布做好迎峰保供相关工作的文件。

  今夏预计仍然会是电力供应偏紧的格局,企业为避免停工风险,保障自身生产,提升电力可控性,势必会提升加装工商业储能意愿。同时,夏季实行尖峰电价,峰时用能成本提高,也带来峰谷价差提升,不管是出于平抑高峰用电成本或出于峰谷套利考虑,储能经济性都将增加。

  成本下行提升收益率空间

  碳酸锂价格驶入下行通道,工商业储能成本仍有向下空间。在储能系统中,电芯是最大的成本支出,电芯占储能系统成本比重60%,其正极主要材料为碳酸锂,碳酸锂占储能电芯成本高达30%-40%。今年年初,碳酸锂价格出现急跌,一度降低至18万元/吨以下,当前回升到30万元/吨左右。当前大储端对碳酸锂价格下降的传导较为充分,储能系统集成价格由去年约1.5元/Wh价格下降至当前接近1.0元/Wh的价格,EPC价格在1.5-1.6元/Wh左右。

  经济性提升,收益率不断增大

  工商业储能有利于降低大工业用电的用电费用和容量费用。当前我国对变压器容量在315千伏安及以上的大工业用电采取两部制电价,一方面,工商业用户调用储能系统可以实现峰谷套利;另一方面,工业用户可以通过储能系统代替变压器容量降低最高用电功率,进而节省容量成本。部分省份已经可以实现二充二放,使得经济性大幅提高。当存在两个高峰段时,即可用工商业储能系统在谷时/平时充电,并分别于两个高峰段放电,实现每天两充两放,进而提升储能系统的利用率、缩短成本回收周期。

  经测算,当电芯成本降低且峰谷价差继续拉大时,两种情景下的IRR均会有明显提升。在峰谷价差由0.64/KWh提高到0.74元/KWh时,项目IRR可由8.19%提升到11.35%;待行业成熟,叠加初始投资降从1.5元/Wh降到1.2元/Wh ,IRR可达15.81%。参考衡碳能源分析,根据国网2023年6月浙江、江苏、广东、安徽等省电力公司代理购电大工业1-10kV用户电价依次进行储能系统峰谷套利模式的收益测算,对加上部分城市的补贴(一次性补贴,放电量补贴),目前看来浙江、江苏、广东、安徽等省份工商业储能项目收益率IRR较好,加上补贴后的测算收益率更是得到了较大的提高。

  重点公司分析

  盛弘股份为新能源领域中储能微网系统、充换电运营、消费及动力电池制造企业提供核心设备及全面解决方案。

  苏文电能公司深耕电力行业十余年,形成了独特的EPCO一站式电能服务商,是行业内较少的同时具备电力设计服务、电力设备、电力施工及智能用电服务、光伏储能一站式全产业链服务能力的民营企业。

  双杰电气双杰电气是老牌输配电企业,产品涵盖配电网、新能源、储能和充换电等。

  金冠电气公司是一家专业从事输配电及控制设备研发、制造和销售的国家级高新技术企业,长期服务于以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网建设,主要为用户提供交、直流金属氧化物避雷器及智能配电网系列产品。

  金盘科技公司是全球领先的新能源电力系统配套提供商。

中钠储能中钠储能技术有限公司是由独角兽众创中心培育的,以全钒液流电池储能系统为核心的科技创新型企业。企业团队由新能源行业专家、上市公司CEO和制造业资深企业家及知名投资人联合成立。公司通过整合行业优势资源,产学研结合,为全球新能源储能应用提供一流解决方案和服务。

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中钠储能自成立以来,逐步实现企业价值。在生产方面,完成了全钒液流电池系统集成技术的突破,包括管路设计、BMS、电堆的设计、储能系统的优化与效率的提升;在研发方面,进行了宽温区电解液的研究、钒电池的实验室测试、低成本多孔可焊接膜的研究;在团队建设方面,组建了一支市场经验丰富的销售团队和一支实力丰富的研发技术团队,同时与西北大学建立了产学研平台。在产业项目方面,中钠储能已完成三个项目落地。

第一,完成了全钒液流储能系统电解液储罐生产线的建设,企业拥有独立的研发、设计、制造、销售团队,且引进螺旋缠绕叠加一次成型工艺,实现罐体整体无焊缝、无渗漏可能,产品广泛应用于液流储能行业。

第二,在甘肃张掖完成了15MW/60MWh的光伏发电配储项目,本项目采用直流1500V储能系统方案,储能电池系统采用集装箱布置,主要包括储能电池舱、储能变流升压一体机、能量管理系统等设备。电池集装箱系统拥有独立的配电系统、温度控制系统、火灾报警系统、消防系统等自动控制和安全保障系统,采用非步入式设计。储能系统与新能源场站配合实现风储、能量搬移、一次调频等应用,同时储能系统可接受电网调度,参与电网辅助服务。

第三,在西安国际人工智能创新园完成了125kW/500kWh的“风光储充”一体化微电网项目,项目集成光伏发电、全钒液流电池储能、充电桩、风力发电等多项技术,项目运行后既能为电动汽车供给绿色电能,又能实现园区应急照明及电梯应急运行。后期还可实现电力削峰填谷、辅助服务等功能,这将显著提升园区电力系统运行效率。该项目是积极推动低碳园区实施的示范项目,也是积极响应国家新型电力系统改革建设号召的有力举措。

中钠储能在电池存储技术方面拥有深厚的专业知识,包括硬件和软件组件。根据客户要求,可以计算BESS的性能特征和设计成本,开发电子设备,编写固件,并构建应用程序以管理系统并远程通信。通过选择正确的组件和设计技术,我们将使您的产品具有可靠性、高效性和符合标准。因此,如果您想创建一个电池储能系统或需要专家意见来开发和实施它,请联系中钠储能技术有限公司

 

  工商业储能行业专题报告节选

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